對當前電力系統(tǒng)繼電保護的運行維護分析

唐文

（重慶市電力公司南岸供電局，重慶 400060）

引言

繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中具有獨特的地位和作用，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，全靠它快速準確地將故障隔離，防止事故進一步擴大，保證事故以外的電力設備正常運行。繼電保護裝置進行“狀態(tài)檢驗”。其基本思路是依據(jù)繼電保護裝置的“狀態(tài)”安排檢修和試驗，基準點是繼電保護裝置的“狀態(tài)”。繼電保護裝置檢驗在實際操作過程中存在較大的難度，需要長期的經(jīng)驗積累才能準確判斷電力設備的“狀態(tài)”。目前。電力系統(tǒng)因繼電保護引起的事故呈上升趨勢，造成局部電網(wǎng)解列失壓。帶來不少經(jīng)濟損失，對電網(wǎng)安全構(gòu)成很大威脅。因此，合理有效應用繼電保護可減少損失，提高供電效率。

1 對繼電保護裝置的基本要求

1.1 選擇性。當供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護裝置應能有選擇地將故障切除，即斷開距離故障點最近的開關設備，使停電范圍盡量縮小，從而保證系統(tǒng)的無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。

1.2 快速性。繼電保護應以允許的可能最快速度動作于斷路器跳閘，以斷開故障或中止異常狀態(tài)發(fā)展，繼電保護快速動作可以減輕故障元件的損壞程度，提高線路故障自動重合閘的成功率，并特別有利于故障后的電力系統(tǒng)同步運行的穩(wěn)定性。

1.3 靈敏性。繼電保護裝置對其保護范圍內(nèi)發(fā)生事故和不正常運行狀態(tài)的反應能力稱為靈敏性，它可用靈敏系數(shù)來衡量。

1.4 可靠性。繼電保護裝置在規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生應該動作的故障時，保護裝置應能可靠動作，而在任何不應動作的情況下，保護裝置不應誤動。

2 繼電保護裝置的校驗周期和內(nèi)容

為了保證電力系統(tǒng)故障情況下，繼電保護裝置能正確動作，對運行中的繼電保護裝置及其二次回路應定期進行校驗和檢查。新安裝繼電保護裝置，若其二次回路為同期建設或同期改造，則在裝置投運后一年內(nèi)必須進行第一次全檢。裝置第次全檢后，若發(fā)現(xiàn)裝置運行狀況較差或已暴露出了需予以監(jiān)督的缺陷，其部檢周期可考慮適當縮短，并有目的、有重點地選擇檢驗項目。若僅更換裝置而保留二次回路的技術改造工程，如原屏內(nèi)裝置整體更換，保護裝置單通道改雙通道或通道載波改光纖等，投產(chǎn)前應進行一次全檢，此后可按正常檢驗周期安排檢驗，可不進行投運后第一年的全檢。110kV電壓等級的繼電保護裝置微機裝置設備運行維護單位可考慮取消部檢，6年一次全檢。

對運行中的繼電保護裝置，應按下列項目進行檢驗：①對繼電器進行機械部分檢查及電氣特性試驗；②二次回路絕緣電阻測量、分閘電壓測量；③二次通電試驗；④保護裝置的整組動作檢驗。

3 對繼電保護裝置及二次回路巡視檢查

變電站的值班人員應定期對繼電保護裝置及其二次回路進行巡視檢查，內(nèi)容如下：①變電站內(nèi)須保存有效、完整的保護定值單，正式定值單應有運行值班人員和定值執(zhí)行人員簽字，從保護裝置打印的定值與站內(nèi)保護定值單對應一致；②查看繼電器有無接點卡住、變位傾斜、燒傷、脫軸、脫焊等情況；③檢查保護裝置、安自裝置、測控裝置等設備的電源、指示燈顯示是否正確，裝置的液晶面板是否正常顯示；④壓板及轉(zhuǎn)換開關的位置是否與運行要求一致；⑤檢查設備的交流采樣、開入量、報文，分析是否運行正常；⑥有無異常聲響、發(fā)熱冒煙以及燒焦等異常氣味。

4 繼電保護裝置的運行維護

4.1 在繼電保護裝置的運行過程中，發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象時，應加強監(jiān)視并立即向主管部門報告。

4.2 繼電保護動作開關跳閘后，應檢查保護動作情況并查明原因。恢復送電前，應將所有的掉牌信號全部復歸，并記入值班記錄及繼電保護動作記錄中。

4.3 檢修工作中，如涉及與其他工作班組交叉工作須要分合開關時，應與運行值班人員和該工作班的工作負責人協(xié)商。

4.4 值班人員對保護裝置的操作，一般只允許接通或斷開壓板，切換轉(zhuǎn)換開關及卸裝保險等工作。

4.5 在二次回路上的一切工作，均應遵守《電氣安全工作規(guī)程》的有關規(guī)定，并有與現(xiàn)場設備符合的圖紙作依據(jù)。傳統(tǒng)的變電站二次設備檢修，依據(jù)《繼電保護及電網(wǎng)安全自動裝置檢驗條例》的要求，對繼電保護、安全自動裝置及二次回路接線進行定期檢驗，以確保裝置完好、功能正常，確保回路接線及定值正確。若保護裝置在兩次校驗之間出現(xiàn)故障，只有等保護裝置功能失效或等下一次校驗才能發(fā)現(xiàn)。如果這期間電力系統(tǒng)發(fā)生故障，保護將不能正確動作。保護裝置異常是電力系統(tǒng)非常嚴重的問題。因此，電氣二次設備同樣需要進行狀態(tài)監(jiān)測，實行狀態(tài)檢修模式。

5 變電站二次設備的狀態(tài)監(jiān)測

5.1 變電站二次設備的狀態(tài)監(jiān)測內(nèi)容

狀態(tài)檢修的基礎是設備狀態(tài)監(jiān)測，要監(jiān)測二次設備工作的正確性和可靠性，進行壽命估計。站內(nèi)二次設備的狀態(tài)監(jiān)測對象主要有：交流測量系統(tǒng)，包括TA、TV二次回路絕緣良好、回路完整，測量元件的完好：直流操作、信號系統(tǒng)，包括直流電源、操作及信號回路絕緣良好、回路完整；邏輯判斷系統(tǒng)，包括硬件邏輯判斷回路和軟件功能、通信系統(tǒng)、屏蔽接地系統(tǒng)等。與一次設備不同的是：二次設備的狀態(tài)監(jiān)測對象不是單一的元件，而是一個單元或一個系統(tǒng)。監(jiān)測的是各元件的動態(tài)性能，有些元件的性能仍然需要離線檢測，如TA的特性曲線等。因此，電氣二次設備的離線檢測數(shù)據(jù)也是狀態(tài)監(jiān)測與診斷的依據(jù)。

5.2 對站內(nèi)二次設備的狀態(tài)監(jiān)測方法

隨著微機保護和微機自動裝置的自診斷技術的發(fā)展、變電站故障診斷系統(tǒng)的完善為電氣二次設備的狀態(tài)監(jiān)測奠定了技術基礎。對綜合自動化變電站而言容易實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測，保護裝置內(nèi)各模塊具有白診斷功能，對裝置的電源、CPU、I/O接口、A/D轉(zhuǎn)換、存儲器等插件進行巡查診斷。可以采用比較法、編碼法、校驗法、監(jiān)視定時器法、特征字法等故障測試的方法。對保護裝置可通過加載診斷程序，自動測試每一臺設備和部件。然而，對常規(guī)保護進行狀態(tài)監(jiān)測較難實現(xiàn)，因為二次回路是由若干繼電器和連接各個設備的電纜所組成，點多、又分散，要通過在線監(jiān)測繼電器觸點的狀況、回路接線的正確性等則很難，也不經(jīng)濟。一方面應從設備管理環(huán)節(jié)入手，如設備的驗收管理、離線檢修資料管理，結(jié)合在線監(jiān)測來診斷其狀態(tài)。

6 開展繼電保護狀態(tài)檢修應注意的問題

6.1 嚴格遵循狀態(tài)檢修的原則

實施狀態(tài)檢修應當依據(jù)以下原則：

6.1.1 保證設備的安全運行。在實施設備狀態(tài)檢修的過程中，以保證設備的安全運行為首要原則，加強設備狀態(tài)的監(jiān)測和分析，科學、合理地調(diào)整檢修間隔、檢修項目，同時制定相應的管理制度。

6.1.2 總體規(guī)劃，分步實施，先行試點，逐步推進。實施設備狀態(tài)檢修是對現(xiàn)行檢修管理體制的改革，是一項復雜的系統(tǒng)工程，而我國又尚處于探索階段，因此，實施設備狀態(tài)檢修既要有長遠目標、總體構(gòu)想，又要扎實穩(wěn)妥、分步實施，在試點取得一定成功經(jīng)驗的基礎上，逐步推廣。

6.1.3 充分運用現(xiàn)有的技術手段，適當配置監(jiān)測設備。

6.2 重視狀態(tài)檢修的技術管理要求

狀態(tài)檢修需要科學的管理來支撐。繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中通常是處于靜態(tài)的，但在電力系統(tǒng)中，需要了解的恰巧是繼電保護裝置在電力系統(tǒng)故障時是否能快速準確地動作，即要把握繼電保護裝置動態(tài)的“狀態(tài)”。

6.3 狀態(tài)檢修的經(jīng)濟性要求

狀態(tài)檢修的一個重要特點就是依靠技術經(jīng)濟分析進行決策。在狀態(tài)檢修的實踐中，沒有經(jīng)濟效益的技術是不適用的。解決這個問題的辦法除了研究更加廉價的技術手段外，必須發(fā)揮人的力量，更加有效地采用管理的手段，使檢修決策工作能夠適合實際的需要和可能。

6.4 高素質(zhì)檢修人員的培養(yǎng)

狀態(tài)檢修對檢修人員技術素質(zhì)的要求主要體現(xiàn)在掌握狀態(tài)監(jiān)測和故障分析的手段，能綜合評價設備的健康狀態(tài)；參與檢修決策，能制定優(yōu)化檢修計劃和檢修工藝；有豐富的檢修經(jīng)驗和高超的檢修技術等方面。高素質(zhì)檢修人員是狀態(tài)檢修能否取得成功的關鍵。狀態(tài)檢修要求運行人員與檢修有更多聯(lián)系，因為運行人員對設備的狀態(tài)變化非常了解，他們直接參與檢修決策和檢修工作對提高檢修效率和質(zhì)量有積極意義。其優(yōu)點是可以加強運行部門的責任感；取消不必要的環(huán)節(jié)，節(jié)約管理費用；迅速采取檢修措施，消除設備缺陷。

6.5 二次設備狀態(tài)檢修與一次設備狀態(tài)檢修的關系

一次設備的檢修與二次設備檢修不是完全獨立的。許多情況下，二次設備檢修要在一次設備停電檢修時才能進行。在作出二次設備狀態(tài)檢修決策時要考慮一次設備的情況，做好狀態(tài)檢修技術經(jīng)濟分析。既要減少停電檢修時問，減少停電造成的經(jīng)濟損失，減少檢修次數(shù)，降低檢修成本，又要保證二次設備可靠正確的工作狀況。

6.6 二次設備狀態(tài)檢修與設備管理信息系統(tǒng)(MIS)的關系

要搞好繼電保護設備狀態(tài)檢修，建立每套保護裝置的“設備變更記錄”是非常重要的基礎技術管理工作。“設備變更記錄”應詳細記載設備從投運到報廢的整個使用過程中設備軟、硬件發(fā)生的變化，包括軟件的版本升級、硬件插件的更換、二次回路的變更、反事故措施的執(zhí)行情況及檢驗數(shù)據(jù)的變化情況。這樣的“設備變更記錄”實際上就是該保護裝置所有檢修記錄的摘要和縮影，因此可以作為設備狀態(tài)評估的依據(jù)。現(xiàn)在許多供電企業(yè)建立了設備管理信息系統(tǒng)(MIS)，對設備的運行情況、缺陷故障情況、歷次檢修試驗記錄等實現(xiàn)計算機管理、實現(xiàn)信息共享，這些信息是作出狀態(tài)檢修決策的重要依據(jù)之一。要實現(xiàn)設備狀態(tài)檢修，需要完善設備管理信息系統(tǒng)(MIS)。

7 狀態(tài)檢修與周期檢修的關系

現(xiàn)在，大部分供電局的檢修班組都依照定檢周期表進行檢修維護。這也是省網(wǎng)公司對檢修班組的要求。而有些供電局的二次設備新舊種類繁多，有的老舊設備因為種種原因需要經(jīng)常維護，使得還沒到達檢修的周期就需要進行多次的檢修。因此，有部分供電局對一些老舊設備實行“逢停必維”的政策，意思是只要設備有機會停下來，就進行維護，這種做法有效地降低老舊設備的運行風險，也減少了申請停電的次數(shù)。但是，這種做法不可能面對眾多的二次設備。這樣工作量會非常大。由于設備的穩(wěn)定性受很多因素影響，所以，以固定的檢修周期對所有設備進行檢修也不盡合理。因此提出狀態(tài)檢修的的概念，這也符合設備全生命周期管理的理念。設備的穩(wěn)定運行特性多年來受很多專家學者的關注，大多數(shù)例子證明設備在新安裝一段時期內(nèi)是故障的高發(fā)期，然后進入一個很長的穩(wěn)定運行期，然后發(fā)生故障的概率不斷上升，進入設備老化期。這種設備穩(wěn)定特性為狀態(tài)檢修提供了很好的指導價值。

結(jié)束語

隨著電力系統(tǒng)的在線監(jiān)測技術和計算機通信技術的進步和發(fā)展，繼電保護技術會逐漸向計算機化、網(wǎng)絡化、一體化、智能化方向發(fā)展，只有對繼電保護裝置進行定期和按需結(jié)合的檢查和維護，按時巡檢其運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)故障并做好處理，并且保證系統(tǒng)無故障設備正常運行，以提高供電可靠性。

[1]國家電力調(diào)度通信中心[M].北京：電力系統(tǒng)繼電保護規(guī)定匯編.中國電力出版社.

[2]電力系統(tǒng)繼電保護實用技術問答.中國電力出版社

[3]周培華.淺談電力系統(tǒng)中繼電保護的發(fā)展趨勢[J].科技咨詢導報，2007.